CN115023876A - 便携式救援移动电源 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动车辆的便携式救援移动电源(10)。该便携式救援移动电源(10)包括电能储存器(20)；第一双向DC/DC转换器(21)，其具有与所述电能储存器(20)连接的第一侧和与高压电连接器(11)连接的第二侧，所述高压电连接器适于与所述电动车辆(1)的对应的高压电连接器(8)连接；第二双向DC/DC转换器(22)，其具有与所述电能储存器(20)连接的第一侧和与低压电连接器(12)连接的第二侧，该低压电连接器适于与所述电动车辆(1)的对应的低压电连接器(9)连接；以及电子控制单元(23)，其被配置成控制所述第一双向DC/DC转换器(21)和第二双向DC/DC转换器(22)的运行。本公开内容还涉及一种适合与便携式救援移动电源(10)连接的电动车辆(1)、以及一种使用便携式救援移动电源(10)的方法。

Description

便携式救援移动电源
技术领域
本公开内容涉及便携式救援移动电源、使用便携式救援移动电源的方法以及包括高压电池的电动车辆。
尽管将结合汽车来描述便携式救援移动电源和相关方法，但本公开内容并不限于这种特定类型的载具，而是可以替代地安装或实施在其他类型的载具中，例如卡车、公共汽车、农用车辆、工作车辆、林用车辆、海上船舶、摩托车、轨道车辆、飞行器等。
背景技术
在电动车辆领域，有时可难以轻松地协助和帮助发生车辆故障的司机。例如从文献DE 202017003208 U1中已知提供带有电缆和连接器的移动电源，该移动电源适用于在电池耗尽的情况下为电动车辆充电。然而，尽管在该领域开展了一些活动，仍然需要进一步改进的方案来处理和解决电动车辆故障，特别是在灵活性和用户友好性方面。
发明内容
本公开内容的目的是提供一种便携式救援移动电源以及相关的方法，其中避免了前述问题。这一目的至少部分地通过独立权利要求的特征来实现。根据本公开内容的第一方面，提供了一种用于电动车辆的便携式救援移动电源。该便携式救援移动电源包括：电能储存器；第一双向DC/DC转换器，该第一双向DC/DC转换器具有与电能储存器连接的第一侧和与高压电连接器连接的第二侧，该高压电连接器适于与电动车辆的对应的高压电连接器连接；第二双向DC/DC转换器，该第二双向DC/DC转换器具有与电能储存器连接的第一侧和与低压电连接器连接的第二侧，该低压电连接器适于与电动车辆的对应的低压电连接器连接；以及电子控制单元，其被配置成控制第一和第二双向DC/DC转换器的运行。
根据本公开内容的第二方面，提供了一种使用便携式救援移动电源的方法。该方法包括以下步骤：将便携式救援移动电源的高压电连接器连接到电动车辆的对应的高压电连接器，以及将便携式救援移动电源的低压电连接器连接到电动车辆的对应的低压电连接器，其中高压电连接器和低压电连接器与电动车辆的主充电连接器不同；获得关于高压电池或与高压电池相关联的高压母线的当前运行状态的信息，以及关于低压电池或与低压电池相关联的低压母线的当前运行状态的信息；以及在考虑到获得的关于高压电池或高压母线和/或低压电池或低压母线的当前运行状态的信息的情况下，控制便携式救援移动电源的第一和/或第二双向DC/DC转换器的运行，用于将电能从便携式救援移动电源的电能储存器输送到高压电池、高压母线、低压母线、低压电池或车辆电力推进电动机中的任一者，以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展。
根据本公开内容的第三方面，提供了一种电动车辆，该电动车辆包括：用于车辆推进的高压电池和可从车辆外部接近并被配置成对高压电池充电的主充电连接器；用于为车辆安全功能供能的低压电池；与高压电池或和高压电池相关联的高压母线连接的高压电连接器，其中，高压电连接器被配置成与便携式救援移动电源连接；以及与低压电池或和低压电池相关联的低压母线连接的低压电连接器，其中，低压电连接器同样被配置成与便携式救援移动电源连接。
这样，大大简化了为处理和解决电动车辆故障提供援助，因为便携式救援移动电源在兼容各种类型的传动系电压水平方面具有高度的灵活性，可以处理各种类型的问题，例如，高压电池耗尽、低压电池耗尽、车辆DC/DC转换器故障、保险丝烧毁、主接触器断开，所有这些主要是自动的，无需用户交互。
通过实施从属权利要求的特征中的一个或几个来实现其他优点。
在一些示例性实施方式中，便携式救援移动电源还包括连接到电子控制单元的无线收发模块或有线数据通信连接器，其中，电子控制单元被配置成通过所述无线收发模块或有线数据通信连接器与电动车辆建立数据通信通道。由此，能够获得关于车辆的电传动系的当前运行状态的相关信息，从而可通过便携式救援移动电源启动适当的应对措施，以使车辆可再次行驶，或完成所期望的里程扩展。
在一些示例性实施方式中，电子控制单元被配置成用于获取关于电动车辆的高压电池或高压母线和/或低压电池或低压母线的当前运行状态的信息，并在考虑所获取的关于高压电池或高压母线和/或低压电池或低压母线的当前运行状态的信息的情况下，控制便携式救援移动电源的第一和/或第二双向DC/DC转换器的运行，以将电能从便携式救援移动电源的电能储存器输送到电动车辆的高压电池、高压母线、低压母线、低压电池或车辆电力推进电动机中的任一者，以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展。通过首先获得关于电传动系的相关信息并随后应用第一和第二DC/DC转换器的适当控制策略，可完成解决车辆故障的起因的更有效的解决方案，并且便携式救援移动电源还可适应每个特定车辆品牌和类型的电传动系规格，从而提高兼容性。
在一些示例性实施方式中，电子控制单元被配置成用于：控制第一双向DC/DC转换器的运行，以便将电能从便携式救援移动电源的电能储存器输送到高压电池、高压母线或车辆电力推进电动机中的任一者；以及控制第二双向DC/DC转换器的运行，以将电能从低压电池输送到电能储存器和/或第一双向DC/DC转换器的输入侧；和/或控制第二双向DC/DC转换器的运行，以将电能从便携式救援移动电源的电能储存器输送到低压母线或低压电池中的任一者；以及控制第一双向DC/DC转换器的运行，以便将电能从高压电池输送到电能储存器和/或第二双向DC/DC转换器的输入侧。
在一些示例性实施方式中，电子控制单元被配置成将推进电动机在再生模式下运行时产生的电能通过第一双向DC/DC转换器输送到便携式救援移动电源的电能储存器。
在一些示例性实施方式中，第一双向DC/DC转换器被配置成在第二侧提供可变的输出电压水平，该可变的输出电压水平具体在48-1500伏特的范围内，更具体地在350-1200伏特的范围内。由此，该便携式救援移动电源能够适应大范围的不同电传动系规格，从而提高兼容性。
在一些示例性实施方式中，还将第二双向DC/DC转换器配置成在第二侧提供可变的输出电压水平，该可变的输出电压水平具体在10-59伏特的范围内，更具体地在12-32伏特的范围内，以及还要更具体地在12-16伏特的范围内。因此，该便携式救援移动电源能够适应大范围的不同电传动系规格，从而提高兼容性。
在一些示例性实施方式中，高压电连接器和低压电连接器是分开的、单独的电连接器。
在一些示例性实施方式中，高压电连接器和低压电连接器被集成在单个电连接器中。因此，便携式救援移动电源与车辆的连接可以简化。
在一些示例性实施方式中，便携式救援移动电源的电能储存器具有的电压水平在12-59伏特范围内，具体在12-48伏特范围内，更具体地在12-24伏特范围内。因此，该便携式救援移动电源可适应大范围的不同电传动系规格，从而提高了兼容性。
在一些示例性实施方式中，该便携式救援移动电源还包括外壳，该外壳用于容纳和保护便携式救援移动电源的部件免受外部影响，其中外壳具有用于使用户能够简化运输处理的携带提手。
在一些示例性实施方式中，车辆的高压电连接器和低压电连接器都位于车辆的行李舱中。因此，便携式救援移动电源可以很容易地安装并与车辆连接，而且行李舱通常还提供便携式救援电源在车辆行驶期间的安全存放，例如通过合适的货物绑带。
在一些示例性实施方式中，车辆还包括连接高压母线与低压母线的DC/DC转换器、连接到高压母线和连接到车辆动力传动系的电力推进电动机的功率转换器、位于在高压电池和功率转换器之间的高压母线中的主电接触器，其中高压电连接器连接到在主电接触器和功率转换器之间的高压母线。
在一些示例性实施方式中，在考虑所获得的关于高压电池或高压母线和/或低压电池或低压母线的当前运行状态的信息的情况下，控制第一和/或第二双向DC/DC转换器的运行以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展的方法步骤涉及：当获得的关于高压电池或高压母线的运行状态的信息指示没有足够的电压水平来驱动电动车辆或高压电池的充电状态低于阈值时，控制第一双向DC/DC转换器的运行以提供足够的输出电压水平来驱动电动车辆，和/或当获得的关于低压电池或低压母线的运行状态的信息指示没有足够的电压水平来运行车辆安全功能时，控制第二双向DC/DC转换器的运行以提供足够的输出电压水平来运行所述车辆安全功能。换句话说，对第一和/或第二双向DC/DC转换器的控制考虑到了具体的情况，从而提供了灵活且适应性的方法。
在一些示例性实施方式中，控制第一双向DC/DC转换器的运行以将电能从便携式救援移动电源的电能储存器输送到高压电池、高压母线或车辆电力推进电动机中的任一者的方法步骤额外地包括：控制第二双向DC/DC转换器的运行以将电能从低压电池输送到电能储存器和/或第一双向DC/DC转换器的输入侧；和/或其中，控制第二双向DC/DC转换器的运行以将电能从便携式救援移动电源的电能储存器输送到低压母线或低压电池中的任一者的步骤额外地包括：控制第一双向DC/DC转换器的运行以将电能从高压电池输送到电能储存器和/或第二双向DC/DC转换器的输入侧。换言之，车辆的高压和低压电池的一者中可用的电能可通过便携式救援移动电源与来自电能储存器的电能一起输送到高压和低压电池中的另一者。因此，便携式救援移动电源的总供电容量得到了提高。
在一些示例性实施方式中，方法可包括将推进电动机在再生模式下运行时产生的电能通过第一双向DC/DC转换器输送到便携式救援移动电源的电能储存器的步骤。当再生的能量由于任何原因不能用于高压电池的充电时，例如由于故障、过热、充满电等，这可以是有利的。
本公开内容还涉及一种将便携式救援移动电源连接到电动车辆的方法，其中电动车辆包括用于车辆推进的高压电池、可从车辆外部接近并被配置成对高压电池充电的主充电连接器、用于为车辆安全功能供能的低压电池、与高压电池或和高压电池相关联的高压母线连接的高压电连接器、以及与低压电池或和低压电池相关联的低压母线连接的低压电连接器。该方法包括将便携式救援移动电源的高压电连接器与电动车辆的高压电连接器连接，以及将便携式救援移动电源的低压电连接器与电动车辆的低压电连接器连接，其中便携式救援移动电源的高压电连接器和低压电连接器是分开的电连接器或集成在单个电连接器中。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。本领域的技术人员意识到，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以组合本公开内容的不同特征以创建除了上文和下文明确描述的实施方式之外的实施方式。
附图说明
下面将结合附图对本公开内容进行详细描述，其中
图1示意性地示出了被配置成接纳便携式救援移动电源的车辆的侧视图，
图2示意性地示出了便携式救援移动电源的示例性实施方式的3D视图，
图3示意性地示出了便携式救援移动电源的电路布局的示例性实施方式，
图4示意性地示出了具有与其连接的便携式救援移动电源的车辆传动系的电路布局的示例性实施方式，
图5示意性地示出了便携式救援移动电源的电路布局的替代的示例性实施方式，以及
图6示意性地示出了根据本公开内容的使用便携式救援移动电源的方法的基本步骤。
具体实施方式
下面将结合附图描述本公开内容的各个方面，以说明而不是限制本公开内容，其中相同的标号表示相同的要素，并且所描述的方面的变化不限于具体示出的实施方式，而是适用于本公开内容的其他变化。
图1示意性地示出电动车辆1的示例性实施方式的侧视图，该电动车辆具有前轮2a、后轮2b、以及乘客舱3、行李舱4和电力推进电动机19(例如单相或多相交流电动机或直流电动机)。
电动车辆1还包括用于车辆推进的高压电池5和可从车辆1外部接近并被配置成为高压电池5充电的主充电连接器6、用于为车辆安全功能供能的低压电池7、与高压电池5连接的高压电连接器8或与高压电池5相关联的高压母线，其中，高压电连接器8被配置成与便携式救援移动电源10连接，低压电连接器9与低压电池7或和低压电池7相关联的低压母线连接，其中，低压电连接器9也被配置成与便携式救援移动电源10连接。
在图1中，带有相关高压电连接器11和低压电连接器12的便携式救援移动电源10位于行李舱4中，但处于断开状态。显然，高压电连接器8和低压电连接器9在车辆内的位置并不局限于行李舱4，而是可以根据具体情况进行改变，以便在车辆行驶过程中能够方便地与便携式救援移动电源10连接，并为其提供储存空间。
换言之，在一些示例性实施方式中，高压电连接器8和低压电连接器9可在车辆的行李舱中获得。然而，根据便携式救援移动电源10的大小，高压电连接器8和低压电连接器9例如可位于车辆的座椅下，或位于车辆1的另一个存储区域，在车辆1的驾驶过程中，便携式救援移动电源10可以安全地存储在那里。
通过车辆1的高压电连接器8和低压电连接器9，便携式救援移动电源10能够很容易地安装并与车辆电连接，以提供各种类型的辅助，如为车辆推进提供电能，或为车辆1的高压电池5和/或低压电池7充电。
高压电池5可以是锂离子电池、锂硫电池或固态电池等。例如，高压电池5的额定电压水平可以在100V-1500V之间。以千瓦时为单位的电池容量取决于各种因素，如车辆是否为具有额外动力源(如内燃机)的混动车辆，或车辆是否为纯电动车辆，以及所期望的运行里程等。例如，容量可以是大约10-150千瓦时。
然而，在所谓的“轻度混合”系统的某些应用中，高压电池5可仅在例如24V-59V的范围，特别是24V或48V。
用于为车辆安全功能供能的低压电池7的额定电压水平总是比高压电池5低。低电压电池7的额定电压可以在6V-24V的范围内，具体而言是12V。
这里的术语“车辆安全功能”指的是与能够在驾驶过程中实现与车辆安全运行有关的某些车辆功能，例如车辆转向和车辆制动，但也可包括车辆外部照明、与例如应急中心和/或车队经理的车辆数据通信、用于实现自动驾驶的传感器装置(例如摄像机、雷达、激光雷达等等)。
例如，可从车辆1外部接近的主充电连接器6可具有任何标准化的类型，即符合诸如例如IEC 62196、EN 62196或SAE J1772等标准。
高压电连接器8可以是单独的连接器，也可以集成到也包括低压电连接器9的组合连接器中。高压电连接器8和低压电连接器9中的各者包括至少两个极，即至少有直流正负极。
图2中显示了电动车辆用便携式救援移动电源的示例性实施方式的三维视图。便携式救援移动电源10可具有盒子或任何形状的外壳15、以及外部的高压电连接器11和低压电连接器12，该高压电连接器11和低压电连接器12用于与车辆1的对应的高压电连接器8和低压电连接器9方便快捷地电连接。便携式救援移动电源10还可具有用于与电动车辆建立数据通信通道的数据通信连接器13，而车辆1也必须具有对应的数据通信连接器。替代地，便携式救援移动电源10可包括用于与电动车辆1建立无线数据通信通道的收发器。
如上所述，外部高压电连接器11和低压电连接器12可以是分开的部件，如图2所示，也可以组合成单个组合连接器，还可包括数据通信连接器13。
便携式救援移动电源10可配备携带提手14，用于简化对便携式救援移动电源10的手动运输和携带。
使用便携式救援移动电源10的一个示例场景可发生在电动车辆发生故障并停止运行并且驾驶员或车辆警示需要帮助时。此时，附近的道路救援可派出一辆救援车前往故障车辆，在到达后，用户可以简单地从救援车上取下已充电的便携式救援移动电源10，并将其安装在故障车辆上，如图1所示，但便携式救援移动电源10的高压电连接器11和低压电连接器12与故障车辆1的高压电连接器8和低压电连接器9相连。
此后，便携式救援移动电源10可以对电动车辆的电力传动系进行评估，并随后在便携式救援移动电源10的高压电连接器11和低压电连接器12中的每一个处提供合适的输出电压，从而在许多情况下使车辆1可以再次驾驶。
图3示意性地示出了便携式救援移动电源10的电路布局的示例性实施方式。该便携式救援移动电源包括：电能储存器20；第一双向DC/DC转换器21，其具有与电能储存器20相连的第一侧和与高压电连接器11相连的第二侧，该高压电连接器适合于与电动车辆的对应的高压电连接器8相连；以及第二双向DC/DC转换器22，该转换器具有与电能储存器20相连的第一侧和与低压电连接器12相连的第二侧，该低压电连接器适合于与电动车辆1的对应的低压电连接器9相连。便携式救援移动电源还包括电子控制单元23，该电子控制单元被配置成控制第一双向DC/DC转换器21和第二双向DC/DC转换器22的运行以及与电动车辆进行数据通信。
在图3的示例性实施方式中，便携式救援移动电源10包括用于与电动车辆建立所述数据通信的专用有线数据通信连接器13，但是便携式救援移动电源10可替代地包括连接到电子控制单元23并被配置成实现与电动车辆的数据通信的无线收发模块。
便携式救援移动电源10的电能储存器20通常是电池，例如锂离子电池、锂硫电池或固态电池等。替代地，电能储存器20例如可以是混合电池/电容器式储能器等。电能储存器20的额定电压水平和能量容量(千瓦时)可以根据具体情况和预期用途来选择，同时可避免电能储存器20过于沉重和笨重。例如，电能储存器20的重量可以在5-20公斤的范围内。
此外，为了使便携式救援移动电源10具有便携的特性，便携式救援移动电源10的整体重量可以设定在大约5-50公斤的范围内，具体在大约5-35公斤的范围内。此处的术语“便携式”是指可由正常的男性或女性成年用户在至少约3米等的距离内携带，例如通过携带提手14。
电能储存器20的额定输出电压水平的选择优选地考虑到高压电连接器11和低压电连接器12的期望电压输出水平，因为这种关系强烈影响第一双向DC/DC转换器21和第二双向DC/DC转换器22的所需性能。例如，如果便携式救援移动电源10被配置成在低压电连接器12处提供12V且在高压电连接器11处提供约400V，则例如可提供额定电压水平为约100V的电能储存器20，从而能够通过第一双向DC/DC转换器21和第二双向DC/DC转换器22分别实现高效地DC/DC转换为400V和12V。
第一双向DC/DC转换器21和第二双向DC/DC转换器22例如是开关隔离式或非隔离式转换器。因此，便携式救援移动电源10的电子控制单元23可以控制高压电连接器11和低压电连接器12的输出电压水平。
此外，由于第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22的双向特性，例如电动车辆1的高压电池的电能可用于通过便携式救援移动电源10给车辆的低压电池充电，或者例如电动车辆1的低压电池的电能可用于给车辆的高压电池充电，或者用于通过便携式救援移动电源10给车辆的电力推进电动机19供电。换句话说，第一DC/DC转换器21和第二DC/DC转换器22的双向特性使便携式救援移动电源10能够作为旁路，以在车辆高压侧和低压侧之间传输电能。此外，当车辆在再生模式下运行时，即当由推进电动机19提供的反电动势用于对便携式救援移动电源10的电能储存器20充电时，推进电动机19产生的电能也可被输送到便携式救援移动电源10的电能储存器20。
图4示意性地示出了电动车辆1的电动系25的布局的示例性实施方式，该电动车辆1具有与其连接的便携式救援移动电源10。根据这个示例性实施方式，电动系25包括高压电池5，该高压电池通过主接触器26和电转换器27连接到电力推进电动机19。连接主接触器26和电转换器27的直流链路在此被称为高压母线28。
主接触器26在电动车辆1的正常运行中是闭合的，主接触器的功能是在潜在短路的情况下断开，从而断开高压电池5与高压母线28的连接，以确保车辆和乘客的安全。
电转换器27将高压电池5提供的直流电转换为适当的电压水平和/或频率，然后提供给电力推进电动机19。例如，电转换器27可以是电逆变器。
电力推进电动机19的输出轴与传动轴驱动地连接，传动轴与驱动轮，例如前轮2a和/或后轮2b驱动地连接。
在图4的示例性实施方式中，电传动系25还包括低压电池7，该低压电池通过DC/DC转换器29与高压电池7相连，或者具体而言，通过DC/DC转换器29与高压母线28相连。因此，如果需要，来自高压电池5的电能可用于给低压电池7充电，或者相反。连接低压电池7和DC/DC转换器29的直流链路在此被称为低压母线34。
在一些示例性实施方式中，车辆传动系统不包括其他推进马达，例如内燃机，并且车辆传动系依靠来自相对较大容量的高压电池的电力来实现车辆推进。在其他示例性实施方式(例如轻度混合动力传动系等)中，车辆传动系具有额外的推进马达，例如内燃机，在这种情况下，车辆传动系对电力的依赖较少，并且高压电池的容量可较小。
在任何情况下，低压电池7被配置成向至少一个与车辆安全功能有关的负载30(例如电动转向致动器、或电致动摩擦制动器、或为液压转向系统和/或液压制动系统的液压泵供电的电动机)供电。与车辆安全功能有关的负载30可连接到低压母线34上。
传动系还包括主充电连接器6，其可从车辆1的外部接近，并被布置成与固定充电站31的充电连接器32连接。主充电连接器6通过电转换器31连接到高压母线，从而在例如车辆停放期间能够对高压电池5和/或低压电池7进行充电。根据充电站31的类型，电转换器31可以是DC/DC转换器和/或AC/DC转换器。
在一些示例性实施方式中，电传动系可包括电子控制单元33，该电子控制单元被配置成与便携式救援移动电源10进行数据通信。传动系统的电子控制单元33可以获得关于例如高压母线28、高压电池5、低压母线34和/或低压电池7的当前电压水平的最新信息，例如通过合适的传感器或通过基于检测到的相关参数(例如电流水平)的计算。
便携式救援移动电源10的电子控制单元23可以被配置成首先在便携式救援移动电源10的电子控制单元23和电动车辆1、特别是电传动系的电子控制单元33之间建立数据通信通道，并且通过所述数据通信通道获得关于电动车辆1的高压电池5或高压母线28和/或低压电池7或低压母线34的当前运行状态的信息。
根据替代的示例性实施方式，便携式救援移动电源10可缺少用于与电动车辆1建立数据通信通道的专用数据通信连接器13或无线收发模块，如图5示意性所示。在这种情况下，便携式救援移动电源10的电子控制单元23可简单地被配置成通过检测在车辆1的高压连接器8和低压连接器9处的可用电压水平来获得关于当前运行状态的信息，从而消除在便携式救援移动电源10和车辆之间建立通信通道的需要。
参照图1至图5的所有示例性实施方式，便携式救援移动电源10的电子控制单元23可被配置成自动控制便携式救援移动电源10的第一和/或第二双向DC/DC转换器21、22的运行，同时考虑到获得的关于高压电池5或高压母线28和/或低压电池7或低压母线34的当前运行状态的信息，从而使适当水平的电力从便携式救援移动电源10的电能储存器20输送到电动车辆的高压电池5、高压母线28、低压母线34、低压电池7或车辆电力推进电动机19中的任一者，以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展。
换句话说，在车辆发生故障的情况下，车辆救援人员可以在到达车辆故障地点后，首先简单地将充好电的便携式救援移动电源10带到停转的车辆，并通过高压和低压连接器11、12将其连接起来，如图4所示。此后，便携式救援移动电源10可收集关于停转车辆的相关信息，以确定故障问题并应用解决方案，以至少暂时提供可驾驶的车辆。
基于收集到的关于停转车辆的相关信息，识别导致故障的问题并找到合适的解决策略以至少暂时提供可驾驶的车辆的步骤可涉及某种系统分析和问题识别过程。
系统分析和问题识别过程可由便携式救援移动电源10的电子控制单元23通过执行存储在便携式救援移动电源10的数据存储器中的软件来进行。替代地，便携式救援移动电源10可以将相关数据以无线方式转发给远程服务器，该服务器执行分析并随后提供解决问题的适当方案。如上所述，该方案包括对第一和/或第二双向DC/DC转换器21、22的控制，以实现适当水平的电力经由第一和/或第二双向DC/DC转换器21、22从便携式救援移动电源10的电能储存器20来输送/输送到便携式救援移动电源10的电能储存器20。然后，在解决问题的后续过程中，可对系统分析和问题识别过程进行反复的重新评估。
根据一些示例性实施方式，通过便携式救援移动电源10执行的对电传动系的系统分析和问题识别过程涉及检测在第一电连接器8和第二电连接器9处(即高压母线28和/或高压电池5，以及低压母线34或低压电池7处)的可用电压水平，以及随后将第一电压和第二电压与相关阈值进行比较，以确定电传动系25的健康和完整性。例如，相关的阈值可以通过便携式救援移动电源10的电子控制单元23与传动系统的电子控制单元33通信，从车辆本身获得。替代地，相关的阈值也可以从远程服务器获得。
例如，如果系统分析得出高压电池5的充电水平太低或有故障，或高压保险丝被烧断，或主接触器26被设置为断开状态而无法闭合，则储存在便携式救援移动电源10的电能储存器20中的电能可用于临时驱动电力推进电动机19，从而可提供足以到达充电站31的行驶里程。在这样的过程中，低压电池7的电能也可与便携式救援移动电源10结合使用，以更进一步增加行驶里程。
替代地，如果系统分析得出低压电池7的充电水平过低，从而与车辆安全功能相关的负载30不能合乎需要地运行，则存储在便携式救援移动电源10的电能储存器20中的电能可用于临时运行与所述车辆安全功能相关的所述负载30，使得车辆可以再次被驱动。当例如连接传动系的高压电池5和低压电池7的DC/DC转换器29发生故障时，这种情况可特别有关系，因为这将有效地阻碍高压电池5通过DC/DC转换器29临时运行与所述车辆安全功能相关的负载30。
便携式救援移动电源10可替代地或与上述任何场景相结合地用作电动车辆的临时或永久性的里程扩展器。例如，如果用户计划进行一次较长途的旅行，用户可以在出发前在车辆中安装一个、两个或更多的充满电的便携式救援移动电源10，以实现方便的里程扩展，从而可避免沿驾驶路线的中间充电停车的需要。
另一个示例可以是车辆1的可用最大行驶里程不足以实现通勤上班等时。由于混合动力车辆的电池容量通常较小，这种情况可经常发生。在这种情况下，用户可决定永久安装便携式救援移动电源10，以提供无摩擦通勤上班所需的里程扩展，等等。
由于便携式救援移动电源10在车辆传动系兼容性方面(即在便携式救援移动电源10的高压连接器11和低压连接器12处可提供的可变电压水平方面)的灵活性，几乎任何司机，无论车辆品牌或类型，都可以使用相同类型的便携式救援移动电源10，只要该车辆包括兼容的高压连接器8和低压连接器9。换句话说，充了电的便携式救援移动电源10可以在诸如高速公路和城市车辆服务中心之类的不同地点供用户租用或购买。
下面参照图1至图5对便携式救援移动电源10的其他示例细节进行描述。如上所述，第一双向DC/DC转换器21可被配置成在所述转换器21的第二侧提供可变输出电压水平。具体而言，在所述转换器21的第二侧的可变输出电压水平可以在48-1500伏特的范围内变化，更具体地在350-1200伏特的范围内变化。注意，这些值只是定义了最大的极限值，而不一定是在所述转换器21的第二侧实际可提供的电压范围的边界，该电压范围通常明显更窄。换句话说，在一些实施方式中，第一DC/DC转换器可以具有范围为200-400伏特的实际可变输出电压。
同样地，第二双向DC/DC转换器22也被配置成在第二侧提供可变的输出电压水平。然而，第二双向DC/DC转换器22被配置成提供的可变的输出电压水平在10-59伏特的范围内，更具体地在12-32伏特的范围内，还更具体地在12-16伏特的范围内。
第一双向DC/DC转换器21和第二双向DC/DC转换器22实际上可具有任何已知的拓扑结构，并且可根据具体情况和所需的工作条件来选择。例如，第一双向DC/DC转换器21和第二双向DC/DC转换器22中的一者或两者可以是非隔离式双向DC/DC转换器，诸如例如双向升降压DC/DC转换器、级联双向升降压DC/DC转换器、双向CUK DC/DC转换器、开关电容双向DC/DC转换器等。替代地，第一双向DC/DC转换器21和第二双向DC/DC转换器22中的一者或两者可以是隔离式双向转换器，即在输入侧和输出侧之间具有电隔离的转换器。隔离式双向DC/DC转换器的一些示例为双半桥隔离式双向DC/DC转换器和双主动全桥隔离式双向DC/DC转换器。
便携式救援移动电源的电能存储具有的电压水平在12-59伏特范围内，具体在12-48伏特的范围内，更具体地在12-24伏特的范围内。因此，根据DC/DC转换器的设置，便携式救援移动电源10可以满足安全超低电压(SELV，Safety Extra Low Voltage)标准所定义的60伏特的限制。
根据一些示例性实施方式，便携式救援移动电源10包括外壳15，该外壳用于容纳和保护便携式救援移动电源的部件免受外部影响，其中外壳15具有用于使用户能够简化对便携式救援移动电源10的运输处理的携带提手14。
本公开内容还涉及使用该便携式救援移动电源10的方法，该方法将在下面参考图6进行描述。方法包括第一步骤S10，即将便携式救援移动电源10的高压电连接器11连接到电动车辆1的相应d高压电连接器8，以及将便携式救援移动电源10的低压电连接器12连接到电动车辆1的对应的低压电连接器9，其中，车辆1的高压电连接器8和低压电连接器9与电动车辆的主充电连接器6不同。换言之，车辆包括高压电连接器8、低压电连接器9和主充电连接器6。
该方法还包括第二步骤S20，即获得关于高压电池5或和高压电池5相关联的高压母线28的当前运行状态的信息，以及关于低压电池7或和低压电池7相关联的低压母线34的当前运行状态的信息。所述信息例如可通过在便携式救援移动电源10的电子控制单元23和电动车辆1之间建立通信通道、并随后从车辆收集相关信息来获得。替代地，便携式救援移动电源10的电子控制单元23可以被配置成通过检测车辆1的高压连接器8和低压连接器9处的可用电压水平来获得关于当前运行状态的信息。
另外，该方法包括第三步骤S30，即，在考虑所获得的关于高压电池5或高压母线28和/或低压电池7或低压母线34的当前运行状态的信息的情况下，控制便携式救援移动电源10的第一双向DC/DC转换器21和/或第二双向DC/DC转换器21的运行，以将电能从便携式救援电源箱10的电能储存器20输送到高压电池5、高压母线28、低压母线34、低压电池7或车辆电力推进电动机19中的任一者，以提供可驾驶的电动车辆1和/或车辆行驶里程扩展。
在一些示例性实施方式中，在考虑到所获得的关于高压电池或高压母线和/或低压电池或低压母线的当前运行状态的信息的情况下，控制第一双向DC/DC转换器和/或第二双向DC/DC转换器的运行以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展的所述第三步骤S30可涉及：当所获得的关于高压电池或高压母线的运行状态的信息指示电压水平不足以驱动电动汽车或高压电池的充电状态低于阈值时，控制第一双向DC/DC转换器的运行，以提供足以驱动电动车辆的输出电压水平。
在一些示例性实施方式中，在考虑到所获得的关于高压电池或高压母线和/或低压电池或低压母线的当前运行状态的信息的情况下，控制第一双向DC/DC转换器和/或第二双向DC/DC转换器的运行以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展的所述第三步骤S30可涉及控制第二双向DC/DC转换器的运行，以便在所获得的关于低压电池或低压母线的运行状态的信息指示电压水平不足以运行车辆安全功能时，提供足以运行所述车辆安全功能的输出电压水平。
根据一些示例性实施方式，控制第一双向DC/DC转换器21的运行以将电能从便携式救援移动电源10的电能储存器20输送到高压电池5、高压母线28或车辆电力推进电动机19中的任一者的第三步骤S30可额外地包括控制第二双向DC/DC转换器22的运行，以将电能从低压电池7输送到电能储存器20和/或第一双向DC/DC转换器21的输入侧。因此，低压电池7的电能也可用于改善对高压总线28的供应，从而减少电能储存器20上的负载。
类似地，可额外地包括控制第二双向DC/DC转换器的运行以将电能从便携式救援移动电源的电能储存器输送到低压母线或低压电池中的任一者的第三步骤S30额外地包括控制第一双向DC/DC转换器的运行，以将电能从高压电池输送到电能储存器和/或第二双向DC/DC转换器的输入侧。因此，高压电池5的电能也可用于改善对低压母线34的供电，从而减少电能储存器20上的负载。
方法可还包括将推进电动机19在再生模式下运行时产生的电能通过第一双向DC/DC转换器21输送到便携式救援移动电源10的电能储存器20的步骤。这在推进电动机19产生的电能由于任何原因而不能被输送到高压电池5时可以特别重要。
可以理解的是，上述描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开内容、其应用或用途。尽管在说明书中描述了具体示例并在附图中进行了图示，但本领域普通技术人员将理解，在不偏离权利要求书中所定义的本公开内容的范围的情况下，可以做出各种改变，并且可以用等价物替代其要素。尽管上面讨论的是图5的流程图所描述的方法，但应该理解的是，一个或多个步骤可以稍微修改的顺序执行。因此，意图是本公开内容并不限于附图所示和说明书中描述的、作为目前构思成实施本公开内容教导的最佳模式的特定示例，而是本公开内容的范围将包括落入前述描述和所附权利要求之内的任何实施方式。权利要求中提及的附图标记不应被视为限制权利要求保护的内容，它们的唯一作用是使权利要求更易于理解。

Claims (18)

1.一种用于电动车辆的便携式救援移动电源(10)，其中所述便携式救援移动电源(10)包括电能储存器(20)，
其特征在于，所述便携式救援移动电源(10)还包括：
第一双向DC/DC转换器(21)，所述第一双向DC/DC转换器具有与所述电能储存器(20)连接的第一侧和与高压电连接器(11)连接的第二侧，所述高压电连接器(11)适于与所述电动车辆(1)的对应的高压电连接器(8)连接；
第二双向DC/DC转换器(22)，所述第二双向DC/DC转换器(22)具有与所述电能储存器(20)连接的第一侧和与低压电连接器(12)连接的第二侧，所述低压电连接器(12)适于与所述电动车辆(1)的对应的低压电连接器(9)连接；以及
电子控制单元(23)，所述电子控制单元(23)被配置成用于控制所述第一双向DC/DC转换器(21)和所述第二双向DC/DC转换器(22)的运行。
2.根据权利要求1所述的便携式救援移动电源(10)，还包括连接到所述电子控制单元(23)的无线收发模块或有线数据通信连接器(13)，其中所述电子控制单元(23)被配置成用于通过所述无线收发模块或有线数据通信连接器(13)与所述电动车辆(1)建立数据通信通道。
3.根据权利要求1或2所述的便携式救援移动电源(10)，其中，所述电子控制单元(23)被配置成用于：
获得关于所述电动车辆(1)的高压电池(5)或高压母线(28)和/或低压电池(7)或低压母线(34)的当前运行状态的信息，
在考虑所获得的关于所述高压电池(5)或所述高压母线(28)和/或所述低压电池(7)或所述低压母线(34)的当前运行状态的信息的情况下，控制所述便携式救援移动电源(10)的第一双向DC/DC转换器(21)和/或第二双向DC/DC转换器(22)的运行，以将电能从所述便携式救援移动电源(10)的电能储存器(20)输送到所述电动车辆的所述高压电池(5)、高压母线(28)、低压母线(34)、低压电池(7)或车辆电力推进电动机(19)中的任一者，以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展。
4.根据权利要求3所述的便携式救援移动电源(10)，其中，所述电子控制单元(23)被配置成用于：
控制所述第一双向DC/DC转换器(21)的运行，以将电能从所述便携式救援移动电源(10)的所述电能储存器(20)输送到所述高压电池(5)、高压母线(28)或车辆电力推进电动机中的任一者；以及控制所述第二双向DC/DC转换器(22)的运行，以将电能从所述低压电池(7)输送到所述电能储存器(20)和/或所述第一双向DC/DC转换器(21)的输入侧，和/或
控制所述第二双向DC/DC转换器(22)的运行，以将电能从所述便携式救援移动电源(10)的所述电能储存器(20)输送到所述低压母线(34)或低压电池(7)中的任一者；以及控制所述第一双向DC/DC转换器(21)的运行，以将电能从所述高压电池(5)输送到所述电能储存器(20)和/或所述第二双向DC/DC转换器(22)的输入侧。
5.根据前述权利要求3至4中的任一项所述的便携式救援移动电源(10)，其中，所述电子控制单元(23)还被配置成用于将所述推进电动机(19)在再生模式下运行时产生的电能通过所述第一双向DC/DC转换器(21)输送到所述便携式救援移动电源(10)的所述电能储存器(20)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的便携式救援移动电源(10)，其中，所述第一双向DC/DC转换器(21)被配置成用于在所述第二侧提供可变的输出电压水平，该可变的输出电压水平具体在48-1500伏特的范围内，更具体地在350-1200伏特的范围内。
7.根据权利要求6所述的便携式救援移动电源(10)，其中，所述第二双向DC/DC转换器(22)同样被配置成用于在所述第二侧提供可变的输出电压水平，该可变的输出电压水平具体在10-59伏特的范围内，更具体地在12-32伏特的范围内，还更具体地在12-16伏特的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的便携式救援移动电源(10)，
其中，所述高压电连接器(11)和所述低压电连接器(12)是分开的、单独的电连接器，或
其中，所述高压电连接器(11)和所述低压电连接器(12)被集成在单个电连接器中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的便携式救援移动电源(10)，其中，所述便携式救援移动电源(10)的所述电能储存器(20)具有的电压水平在12-59伏特范围内，具体在12-48伏特范围内，更具体地在12-24伏特范围内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的便携式救援移动电源(10)，还包括外壳(15)，所述外壳用于容纳和保护所述便携式救援移动电源(10)的部件免受外部影响，其中所述外壳(15)具有用于使用户能够简化运输处理的携带提手(14)。
11.一种电动车辆(1)，所述电动车辆(1)包括：
用于车辆推进的高压电池(5)和能够从车辆外部接近并被配置成用于为所述高压电池(5)充电的主充电连接器(6)，
用于为车辆安全功能供能的低压电池(7)，
与所述高压电池(5)或者与和所述高压电池(5)相关联的高压母线(28)连接的高压电连接器(8)，其中所述高压电连接器(8)被配置成用于与便携式救援移动电源(10)连接，以及
与所述低压电池(7)或者与和所述低压电池(7)相关联的低压母线(34)连接的低压电连接器(9)，其中所述低压电连接器(9)同样被配置成用于与所述便携式救援移动电源(10)连接。
12.根据权利要求11所述的电动车辆，其中，所述高压电连接器(8)和所述低压电连接器(9)均位于所述车辆(1)的行李舱内。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的电动车辆，还包括
将所述高压母线(28)与所述低压母线(34)连接的DC/DC转换器(29)，
连接到所述高压母线(28)并且连接到车辆动力传动系的电力推进电动机(19)的功率转换器(27)，
在所述高压电池(5)和所述功率转换器(27)之间位于所述高压母线(28)中的主电接触器(26)，
其中，所述高压电连接器(8)在所述主电接触器(26)和所述功率转换器(27)之间连接至所述高压母线(28)。
14.一种使用便携式救援移动电源(10)的方法，所述方法包括：
将所述便携式救援移动电源(10)的高压电连接器(11)连接到电动车辆(1)的对应的高压电连接器(8)，并将所述便携式救援移动电源(10)的低压电连接器(12)连接到所述电动车辆(1)的对应的低压电连接器(9)，其中所述高压电连接器(11)和所述低压电连接器(12)与所述电动车辆(1)的主充电连接器(6)不同；
获得关于高压电池(5)或与所述高压电池(5)相关联的高压母线(28)的当前运行状态的信息以及关于低压电池(7)或与所述低压电池(7)相关联的低压母线(34)的当前运行状态的信息；以及
在考虑关于所获得的关于所述高压电池(5)或高压母线(28)和/或所述低压电池(7)或所述低压母线(34)的当前运行状态的信息的情况下，控制所述便携式救援移动电源(10)的第一双向DC/DC转换器(21)和/或第二双向DC/DC转换器(22)的运行，以将电能从所述便携式救援移动电源(10)的电能储存器(20)输送到所述高压电池(5)、高压母线(28)、低压母线(34)、低压电池(7)或车辆电力推进电动机中的任一者，以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展。
15.根据权利要求14所述的使用便携式救援移动电源(10)的方法，其中，在考虑所获得的关于所述高压电池(5)或高压母线(28)和/或所述低压电池(7)或所述低压母线(34)的当前运行状态的信息的情况下控制所述第一双向DC/DC转换器(21)和/或所述第二双向DC/DC转换器(22)的运行以提供可驾驶的电动车辆和/或车辆行驶里程扩展的步骤包括：
当获得的关于所述高压电池(5)或高压母线(28)的运行状态的信息指示没有足够的电压水平来驱动所述电动车辆或所述高压电池(5)的充电状态低于阈值时，控制所述第一双向DC/DC转换器(21)的运行，以提供足以驱动所述电动车辆的输出电压水平，和/或
当获得的关于所述低压电池(7)或低压母线(34)的运行状态的信息指示没有足够的电压水平来运行车辆安全功能时，控制所述第二双向DC/DC转换器(22)的运行，以提供足以运行所述车辆安全功能的输出电压水平。
16.根据权利要求14或15所述的使用便携式救援移动电源(10)的方法，
其中，控制所述第一双向DC/DC转换器(21)的运行以将电能从所述便携式救援移动电源(10)的所述电能储存器(20)输送到所述高压电池(5)、高压母线(28)或车辆电力推进电动机中的任一者的步骤，额外地包括控制所述第二双向DC/DC转换器(22)的运行，以将电能从所述低压电池(7)输送到所述电能储存器(20)和/或所述第一双向DC/DC转换器(21)的输入侧，和/或
其中，控制所述第二双向DC/DC转换器(22)的运行以将电能从所述便携式救援移动电源(10)的所述电能储存器(20)输送到所述低压母线(34)或低压电池(7)中的任一者的步骤，额外地包括控制所述第一双向DC/DC转换器(21)的运行，以将电能从所述高压电池(5)输送到所述电能储存器(20)和/或所述第二双向DC/DC转换器(22)的输入侧。
17.根据前述权利要求14至16中任一项所述的使用便携式救援移动电源(10)的方法，还包括将所述推进电动机(19)在再生模式下运行时产生的电能通过所述第一双向DC/DC转换器(21)输送到所述便携式救援移动电源(10)的所述电能储存器(20)。
18.一种将便携式救援移动电源(10)连接到电动车辆(1)的方法，其中，所述电动车辆(1)包括用于车辆推进的高压电池(5)、能够从车辆外部接近并被配置成能够为所述高压电池(5)充电的主充电连接器(6)、为车辆安全功能供能的低压电池(7)、与所述高压电池(5)或者与和所述高压电池(5)相关联的高压母线(28)相连的高压电连接器(8)、以及与所述低压电池(7)或者与和所述低压电池(7)相关联的低压母线(34)相连的低压电连接器(9)，所述方法包括：
将所述便携式救援移动电源(10)的高压电连接器(11)与所述电动车辆的所述高压电连接器(8)连接，以及将所述便携式救援移动电源(10)的低压电连接器(12)与所述电动车辆的所述低压电连接器(9)连接，其中，所述便携式救援移动电源(10)的所述高压电连接器(11)和低压电连接器(12)是分开的电连接器或被集成在单个电连接器中。
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